电动知士特斯拉国产model3用了最不靠谱的电池,你还敢买吗?


磷酸铁锂电池的国产Model 3要来了 , 这是今天新能源圈的大新闻 。 从曝光出来的申报图来看 , 相比之前采用三元锂电池的版本 , 整备质量重了130kg 。 虽然在电池容量上所有提高(据猜测为66kWh) , 但由于整备质量的上升 , 可以预见的是能耗不必然提高 。 话说回来 , 长短板分明的磷酸铁锂电池其实已经被很多车企所抛弃 , 那这次特斯拉捡回磷酸铁锂电池到底是为了啥?
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其实 , 磷酸铁锂是非常有潜力的锂离子电池正极材料 , 它在大电流放电的情况下衰减程度低 , 放电能力强 , 在高温环境下具有更好的续航性能 , 与NCM镍钴锰电池相比 , 循环性能和安全性能都更优秀 。 但是在低温条件下 , 它的有效放电容量会下降得更剧烈 。 磷酸铁锂电池寿命目前超过2000次 , 低温的时候有可能降低到500次 , 这也是磷酸铁锂电池逐渐被一些车企弃用的原因 。 为什么磷酸铁锂的低温性能差?
磷酸铁锂受低温影响是全方位的 , 正负极、电解质都会受影响 。
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正极的材料结构在低温的时候会让锂离子传导速率降低 , 也就是导电性差 , 零下20℃的放电容量只能达到常温容量的67.38% , NCM镍钴锰电池能达到70.1% 。
在低温的时候锂离子也会受影响 , 负极析出锂的速度会增大 。 可能说到析锂大家有点陌生 , 锂离子电池在充电过程中 , 从正极脱嵌的锂离子无法嵌入负极的话 , 那么锂离子就只能析出在负极表面 , 从而形成一层灰色的物质 , 这就叫做析锂 。 锂枝晶是析锂的一种现象 , 目前纯电动车大多数的电池自燃现象就是由于锂枝晶刺破隔膜 , 正负极短路而导致的 。
另外 , 低温使电池负极表面的SEI膜也会增厚 。 SEI膜在电池首次充电时形成 , 能提高电极的循环性能和使用寿命 , 可以理解为让锂离子更好传输到电极上 , 但是SEI膜过厚也会影响传输速度速度 。 另外 , 磷酸铁锂电池和NCM电池正负极的材料内部结构不一样 , 锂的转化过程也是不一样的 , 可以理解为一个是嵌进去转化 , 一个附在表面上转化 , 低温对嵌进去转化影响比较大 。
而在电解质方面 , 溶剂在低温的时候也会变得黏稠 , 过低的时候会发生凝固现象 , 离子无法在内部进行传递也就没有电流传递 。
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用一个通俗易懂的例子来形容 , 大家可以把锂离子想象成很多个小球 , 电流的传输过程就是小球从正极跑到负极的过程 。 低温时处于逆风情况 , 周围的电解液较为黏稠;常温时处于顺风情况 , 电解液呈正常液体状态 , 小球跑过去就会比较慢 。 SEI膜是篱笆 , 小球的大小和篱笆洞的大小刚好一致 , 但在低温条件下 , 篱笆层数变多 , 也会影响小球穿越的速度 。 磷酸铁锂电池如何改进?
但磷酸铁锂电池就没有提升的空间了吗?并不是 , 我们可以来对症下药 , 这些缺点都是由于温度过低引起的 , 那如果让电池的温度维持在一个适合的水平线上不就好了吗?
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前不久比亚迪发布的一款重磅电池——刀片电池 , 就是磷酸铁锂电池 , 但比亚迪声称 , 他们在保证LFP高安全性的基础上 , 解决了其低温性能差的问题 。 比亚迪还暗示 , 他们是在热管理系统下了功夫 , 做到这一点的 , 这就让我想到了威马EX5的柴油包 。
【电动知士特斯拉国产model3用了最不靠谱的电池,你还敢买吗?】在低温地区使用的纯电车基本上都会搭载一个电池温控系统 , 负责电池组的保温、冷却以及低温预热 。 其中 , 低温预热有外部加热和内部加热两种方式 , 威马的柴油包就是用了前者 , 通过在电池包中加入柴油这种温控液体介质 , 实现车辆电池的预热 。